大跨径连续梁桥下挠及其对策的研究

摘要

近年来，大跨径预应力连续箱梁桥在运营过程中普遍出现跨中过量下挠及梁体损伤开裂等问题。它不单单影响了连续箱梁桥在车辆通行时的舒适性、耐久性及安全性，同时也严重影响到这一桥型在我国的继续发展。国内外许多专家学者从桥梁的设计、施工和管养等多种角度，对此展开了大量、广泛的研究，但至今为止导致连续梁跨中下挠的相关因素还未明确，合理的防治措施目前还不多，要从根本上杜绝大跨箱梁桥的下挠及开裂等病害，仍任重而道远。本文针对箱梁的下挠病害从理论、施工及预应力等方面进行了详尽的分析研究，其取得的具体研究结论如下：　　（1）依据零弯矩理论，采用设置足量的预应力来消除初期竖向变形f0和初期角位移?。随着混凝土徐变的发生，梁体不发生竖向的变形而只存在轴向变形，采用该设计理念能显著减少合拢后的持续下挠。　　（2）增加截面高度，尤其是加大根部和跨中梁高，从而提高梁体刚度亦可减少梁体的后期下挠。要使增加梁高取得较理想的效果，必须要减轻腹板，保持箱梁总重量基本不变。　　（3）通过调节边中跨底板预应力、梁顶板预应力及部分后期预应力来发现控制大跨径连续箱梁桥长期位移的关键因素。在已建成的多座桥梁资料的基础上，按照零弯矩理论（施工悬臂状态弯矩与成桥恒载弯矩相同），重新设计预应力束，将调整后的结构与原有结构从内力、应力及位移等多角度进行对比与分析，寻找影响结构长期变形的最关键因素。　　（4）通过合理设置腹板厚度及布置箍筋来预防斜裂缝的开展，从而减轻箱梁的刚度削减，预防箱梁的跨中下挠。　　为研究课题成果将在后续山区高墩大跨桥梁中的运用作准备。拟选择广西布柳河大桥235m跨连续刚构的方案设计，来进行零弯矩设计及梁高选择的比较。

目录

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第 1章 绪论

1.1预应力连续箱梁桥的发展简介

1.2预应力连续箱梁桥存在的问题及病害

1.2.1跨中持续下挠

1.2.2箱梁梁体裂缝

1.3连续梁桥持续下挠及开裂问题的研究

1.4本次课题研究的主要内容

第2章 大跨度连续梁下挠的原因及控制因素

2.1 PC梁桥长期下挠的理论原因分析

2.1.1正应力分析

2.1.2主拉应力分析

2.1.3混凝土徐变的计算

2.2 PC梁桥长期下挠的施工原因

2.3梁体开裂对结构长期下挠的影响

2.4 PC梁桥长期下挠的预应力原因

2.5 PC梁桥剪切变形原因

2.5.1混凝土结构剪切变形考虑不足的现状

2.5.2混凝土结构剪切变形的计算

第3章 梁桥持续下挠综合控制措施

3.1支点梁高

3.1.1以往桥梁支座位置梁高的选取

3.1.2梁高对位移的影响

3.2跨中梁高

3.3腹板、顶板及底板厚度

3.3.1腹板

3.3.2 顶板及底板

3.4预应力钢筋的布设

3.4.1竖向预应力张拉的问题

3.4.2纵向预应力损失的问题

3.4.3预应力的优化设计

3.5普通钢筋的优化

第4章 广西布柳河大桥优化方案计算

4.1广西布柳河大桥工程简介

4.1.1桥梁上部结构设计

4.1.2主桥箱梁悬浇施工流程

4.1.3主桥材料

4.1.4参数选取及计算模式

4.1.5有限元模拟

4.1.6施工及成桥状态的受力分析

4.1.7承载能力极限状态分析

4.1.8正常使用极限状态分析

4.2种不同措施方案比较

4.3控制下挠研究小结

第5章 结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢